科學家創建碳化兔子雕塑展示新的3D打印材料
時間：2013-05-31 10:43 來源：未知 作者：中國3d打印網 閱讀：次
一隊日本科學家使用一個新的三維打印材料打印出一個細菌的大小的的兔子，這是高導電的三維結構的一個新的樹脂。新的光固化樹脂材料的潛在應用包括3D碳電極的燃料電池或電池組和生物傳感器的接口。
這只兔子雕塑是一個團隊所創建的一。研究人員在幾乎任何形狀復雜，努力創造導電材料。
該研究小組，其中包括從橫濱國立大學，東京工業大學，公司C-MET，物理學家和化學家，在光學學會（OSA）的開放獲取期刊光學材料快報發表的一篇論文中提出其業績。
“最有前途的應用之一是與大腦連接的的3D微電極可以說，”榆亞大長，在橫濱國立大學研究生。大腦中的這些接口，指向像梳子齒在同一方向的針形電極的行，可以發送或接收來自神經元的電信號，可用于深部腦刺激和其他治療疾病如癲癇，抑郁癥的治療干預，并帕金森氏病。
雖然目前的微電極是簡單的2-D的針陣列，“大長說，我們的方法可以提供復雜的3-D”，在其中的電極陣列的針一個單一的設備具有不同的長度和尖端的形狀，使研究人員更靈活地設計電極專門用途。
目前，市售的樹脂最好的與現代3D印刷技術不回應碳化，電極制備過程中的必要組成部分。在這一階段，結構烘烤的溫度足夠高，以把它的表面的碳。“碳化”或炭化的過程中，增加了導電性的樹脂，并增加其表面積，這兩者使一個很好的電極。不幸的是，這個過程也破壞樹脂的形狀，一個球體變得面目全非燒焦的blob。研究人員需要新的材料，可以使用三維打印技術制作的，但也生存的炭化過程。
日本隊，大長和他的顧問商事丸尾的帶領下，研制出了光敏感的樹脂，其中包括一種叫做間苯二酚二縮水甘油醚（RDGE）的，通常用來稀釋其他樹脂，但從未使用過3D印刷。新的混合物有比其他化合物具有獨特的優勢 - 它是一種液體，并因此可能適于操作使用的優選的三維光固化的方法。
大長，丸尾和同事測試了三種不同濃度的RDGE在他們的新化合物。雖然有收縮，材料保持它們的形狀，在炭化過程控制收縮的微觀結構（可以在需要的情況下，結構的小型化是一件好事）。與最低濃度的RDGE的樹脂收縮了30％，而中濃度最高的收縮20％。
這顯示兩個微觀結構與新材料，含有最高濃度的RDGE。左：預炭化。這些金字塔和兔子模型沒有回應的3-D塑造的首選方法，所以他們使用一個替代的過程。右：后炭化。請注意，金字塔和兔子的收縮顯著低于與較低濃度的RDGE的材料由。信用：光學材料快遞。
研究人員測試他們的新樹脂使用紫外線和激光束被操縱的能力。在一種技術，稱為microtransfer成型，光敏感的液體模塑成所需的形狀，然后通過暴露于紫外（UV）光硬化。優選的，因為它的多功能性，另一種技術，利用液態樹脂的固化時，接觸到的激光束的屬性。在這個過程中，研究人員用激光“畫”形狀拖到液體樹脂并構建它逐層向上。一旦對象的形狀，它們被碳化，并用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察。
這顯示了兩個微結構的新材料制成的，含有最低濃度的RDGE。左：碳化前。此的圓形表和兔子模型，形成利用雙光子聚合。右：同樣的模型后，他們已經炭化，或燒焦。注意它們的顯著縮小，但保持其形狀。 信用：光學材料快遞。
“當我們到了碳兔子結構，我們也很驚訝，”丸尾說。這是令人興奮，他繼續說，“甚至用一個非常簡單的實驗結構，我們可以得到這個復雜的3-D碳的微觀結構。” 兔子的形狀將更加困難，價格昂貴，時間的耗費創建使用任何現有流程兼容炭化，他補充說。 為球隊的下一個步驟，包括制造可使用的碳的微觀結構，以及在溫度高于炭化樹脂在本研究中測試的800度。移動到較高的溫度下，可能會破壞微觀結構，丸尾說，但有機會的話，他們將關閉到石墨表面，更高質量的導體比他們到目前為止所創建的表面炭化。
(責任編輯：admin)
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